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常见岩石的某些物理性质

  一般为矿物的天然集合体。主要由一种或几种造岩矿物按一定方式结合而成;部分为火山玻璃或生物遗骸。岩石是构成地壳和地幔的主要物质,是在地球发展的一定阶段、经各种地质作用形成的坚硬产物。陨石月岩也是岩石。

  在人类进化和文明中,岩石具有重要意义。当人能够用手把第一块石头做成石刀的时候,终于完成了从猿到人转变的决定性的一步。从人类进入第一个文明时期──石器时代起,岩石一直是人类生活和生产的重要材料和工具。现代,岩石仍是农田、水利、建筑、交通、化工、矿业等经济部门施工对象和开采利用的资源。

  岩石按其形成过程,分为火成岩(又称岩浆岩)、沉积岩变质岩 3大类。①火成岩。熔融物质(一般为岩浆)在地下或喷出地表后冷凝形成的岩石,如花岗岩玄武岩等。②沉积岩。风化作用、生物作用或某种火山作用形成的产物经搬运、沉积和石化作用在地表或接近地表条件下所形成的岩石,如页岩砂岩石灰岩等。③变质岩。原先存在的岩石,一般在温度、压力升高条件下,经矿物成分、结构构造的改造而形成的岩石,如片岩片麻岩大理岩糜棱岩等。

  3大类岩石的分布情况,各不相同。沉积岩主要分布在大陆地表,约占陆壳面积的75%。距地表越深,则火成岩和变质岩越多。地壳深部和上地幔,主要由火成岩和变质岩构成。火成岩占整个地壳体积的64.7%,变质岩占27.4%,沉积岩占7.9%。其中玄武岩和辉长岩又占全部火成岩的65.7%,花岗岩和其他浅色岩约占34%。

  岩石作为天然物体具有特定的比重、孔隙度、抗压强度和抗拉强度等物理性质(见表),它们是建筑、钻探、掘进等工程需要考虑的因素。此外,岩石受应力发生变形。岩石所受应力超过其弹性限度后,则发生塑性变形。自然界的糜棱岩主要就是塑性变形产物。一些工程中岩石长期荷载,也会造成蠕变和塑性流动。温度和围压(上覆岩石的负荷)增高,有利于塑性变形的发生。如果应力继续增加,则岩石发生破裂。

  组成岩石的矿物主要是硅酸盐矿物(如长石云母、角闪石、辉石橄榄石)和石英;其次是各种氧化物矿物(如磁铁矿钛铁矿金红石)、碳酸盐矿物(如方解石白云石)、磷酸盐矿物(如磷灰石);有时含某些硫化物、硫酸盐或含稀有、稀土、放射性或贵金属元素的矿物,或者具特种性质的矿物(如金刚石)。具经济价值或贵金属元素的矿物,在岩石中局部富集,达到可供开采和利用的质量和规模时即为矿产。各种金属和非金属矿产以及能源资源,绝大多数赋存在各类岩石中,并与岩石的成因有联系。所以,岩石是各类矿产的载体和巨大能库。(见彩图)

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